KR101650211B1 - 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 경화성 모노머; 적어도 하나의 유기 겔화제; 적어도 하나의 광개시제; 및 마젠타색 착색제, 약 400 내지 약 500㎚ 파장의 빛을 흡수하는 색상 조정 착색제 및 선택적으로 약 600 내지 약 700㎚ 파장의 빛을 흡수하는 음영 조정 착색제를 포함하는 착색제를 포함하는 밝은 마젠타색의 방사 경화성 겔 잉크를 개시한다.

Description

잉크 조성물{INK COMPOSITIONS}
본 발명은 일반적으로 방사 경화성 겔 잉크와 같은 경화성 겔 잉크 및 잉크젯 인쇄를 통하는 것과 같은 이미지 형성시에 있어서의 이들 용도에 관한 것이다.
잉크젯 인쇄 시스템 및 방사 경화성 겔 잉크는 종래에 알려진 것이다.
겔 잉크 색은 전형적으로 예를 들어 청록색, 마젠타색, 노란색 및 검은색을 포함한다. 그러나, 보다 밝은 색의 겔 잉크 조성물이 또한 바람직할 수 있다. 전형적인 잉크와 조합된 밝은 색의 잉크는 저밀도 영역에서부터 고밀도 영역까지의 톤(tone) 범위에 걸쳐 입자성 및 얼룩과 같은 이미지 품질 결함을 억제함과 동시에 매우 높은 품질의 이미지를 가능하게 할 수 있다.
본 발명은 구현예에서 적어도 하나의 경화성 모노머; 적어도 하나의 유기 겔화제; 적어도 하나의 광개시제; 및 마젠타색 착색제, 400 내지 500㎚ 파장의 빛을 흡수하는 색상 조정 착색제(hue-adjusting colorant) 및 선택적으로 600 내지 700㎚ 파장의 빛을 흡수하는 음영 조정 착색제(shade-adjusting colorant)를 포함하는 착색제를 포함하는 밝은 마젠타색의 방사 경화성 겔 잉크를 제공함으로써 다양한 요구 및 문제점을 다룬다.
본 발명은 적어도 하나의 경화성 모노머;
적어도 하나의 유기 겔화제;
적어도 하나의 광개시제; 및
마젠타색 착색제, 약 400 내지 약 500㎚ 파장의 빛을 흡수하는 색상 조정 착색제 및 선택적으로 약 600 내지 약 700㎚ 파장의 빛을 흡수하는 음영 조정 착색제를 포함하는 착색제를 포함하는 밝은 마젠타색의 방사 경화성 겔 잉크를 제공한다.
본 발명은 또한, 기재 위에 적어도 마젠타색 잉크, 마젠타색 잉크, 노란색 잉크 및 밝은 마젠타색 잉크를 포함하는 방사 경화성 겔 잉크를 이용하여 이미지를 인쇄하는 단계를 포함하는 이미지 형성 방법으로서,
상기 밝은 마젠타색 잉크는 적어도 하나의 경화성 모노머; 적어도 하나의 유기 겔화제; 적어도 하나의 광개시제; 및 마젠타색 착색제, 약 400 내지 약 500㎚ 파장의 빛을 흡수하는 색상 조정 착색제 및 선택적으로 약 600 내지 약 700㎚ 파장의 빛을 흡수하는 음영 조정 착색제를 포함하는 착색제를 포함하는 이미지 형성 방법을 제공한다.
도 1은 통상의(nominal) 마젠타색 겔 잉크의 타깃 하프톤 궤도(target halftone trajectory)에 대해 색상 보정되지 않은 밝은 마젠타색 겔 잉크 간의 색차를 도시하는 b* 대(vs) a*의 그래프이다.
도 2는 통상의 마젠타색 겔 잉크의 타깃 하프톤 궤도에 대해 색상 보정되지 않은 밝은 마젠타색 겔 잉크 간의 색차를 도시하는 채도(C*) 대 명도(L*)의 그래프이다.
방사 경화성 겔 잉크 이미지 형성 시스템은 전형적으로 4개의 인쇄-헤드 시스템 내에 청록색, 마젠타색, 노란색 및 검은색 잉크를 갖는다. 디지털 이미지화에 있어서, 이들 색의 잉크는 일반적으로 다양한 농도 및 조합으로 하프톤 도트를 인쇄함으로써 원하는 이미지를 형성하는데 사용된다. 하프톤 도트 자체는 전형적으로 육안으로 보이지 않을 만큼 충분히 작지만, 이들 도트에 의해 만들어진 질감은 육안으로 보이므로, 고품질 사진 인쇄와 같은 특정 고품질 어플리케이션용으로 허용되지 않을 수 있다. 부적절한 하프톤 질감 외에, 작은 수준의 불균일성 조차도 입자성, 얼룩 등과 같은 눈에 보이는 부적절한 노이즈로 이어질 수 있다. 눈에 보이는 부적절한 질감 및 노이즈는 밝은 색의 잉크를 사용함으로써 현저하게 감소시킬 수 있다.
이미지 품질은 하나 또는 둘 이상의 추가적인 잉크를 첨가하여 다섯 또는여섯 개 이상의 프린트 헤드를 갖는 시스템을 형성함으로써 개선될 수 있다. 큰 명도(immense value)를 제공하고 이미지 품질을 향상시킬 잉크 색 중 하나는 밝은 마젠타색이다. 밝은 마젠타색 잉크는 매우 높은 품질의 이미지를 가능하게 할 수 있고, 저밀도 영역에서부터 고밀도 영역까지의 톤 범위에 걸쳐 입자성 및 얼룩과 같은 이미지 품질의 결함을 억제할 수 있다.
그러나, 효과적인 밝은 색의 잉크를 얻는 것은 단순하게 충분히 채워진 잉크에 사용되는 종래의 착색제의 충전양을 감소시켜 잉크 조성물을 제조하는 것처럼 간단하지 않다. 착색제가 적게 채워진 마젠타색 잉크와 착색제가 충분히 채워진 마젠타색 잉크 사이에는 상당한 색상차가 있다. 이는 톤 커브(tone reproduction curve; TRC) 전체에 색 변이(color variation)를 야기하는 원하지 않는 흡수에 의해 초래된다. 구현예에서, 원하지 않는 흡수는 마젠타색 잉크를 제공함으로써 보정되는데, 이 마젠타색 잉크는 별도의 착색제로 음영을 가하여(shaded) 색상 이동(hue shift)을 보정함으로써 원하는 밝은 마젠타색을 계속해서 제공하면서 TRC를 매끄럽게 한다.
방사 경화성 잉크의 다른 이점은 이전의 표준 핫멜트 잉크젯 잉크에 비해 분사 및 겔화 온도가 감소된 것이다. 표준 핫멜트 잉크젯 잉크는 매우 높은 온도에서 분사되어야 하는 반면, 본 발명의 잉크젯 잉크 조성물은 보다 낮은 분사 및 겔화 온도를 나타낼 수 있다. 보다 낮은 겔화 온도는 적용되는 열에 의해 분사된 잉크를 매끄럽게 하거나 평평하게 하는 것을 더욱 용이하게 할 수 있다.
다음의 상세한 설명 및 특허청구범위에 있어서, 그 내용이 달리 명백하게 언급되어 있지 않다면 단수 형태는 복수 형태를 포함한다. 본 발명에 개시된 모든 범위는 특별히 언급되어 있지 않다면 모든 끝점 및 중간값을 포함한다. 또한, 많은 용어들에 대해서는 다음과 같은 정의를 참조할 수 있다:
"관능기"란 용어는 예를 들어 그것이 부착되어 있는 분자 및 그룹의 화학적 특성을 결정하는 방식으로 배열된 원자의 그룹을 의미한다. 관능기의 예는 할로겐 원자, 히드록실기, 카르복실산기 등을 포함한다.
"단쇄(short chain)"란 용어는 예를 들어 n이 사슬 내의 탄소 원자 수이고, 이때 n이 약 2 내지 약 5, 또는 약 3 내지 약 4와 같은 약 1 내지 약 7인 탄화수소 사슬을 의미한다.
"경화성"이란 용어는 예를 들어 자유 라디칼 루트 및/또는 방사선에 민감한 광개시제의 사용을 통해 광개시되는 중합을 포함하는 중합을 통해 경화될 수 있는 물질을 설명한다. "방사 경화성"이란 용어는 예를 들어 빛 및 열 공급원을 포함하고, 개시제의 존재 또는 부재를 포함하여, 방사선 공급원에 노출시 경화하는 모든 형태를 의미한다. 예시적 방사-경화 기법은 선택적으로 광개시제 및/또는 감광제의 존재 하에서, 예를 들어 200-400㎚의 파장을 갖는 자외선(UV)광 또는 보다 드물게는 가시광을 이용하는 경화; 선택적으로 광개시제의 부재 하에서 전자-빔 방사선을 이용하는 경화; 고온 열 개시제(분사 온도에서 대개는 비활성일 수 있다)의 존재 또는 부재 하에서 열 경화를 이용하는 경화; 및 이들의 적절한 조합을 포함하지만, 이것들로 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이 "점도"라는 용어는 복합 점도를 의미하는데, 이는 샘플에 대해 일정한 전단 변형률이나 미소 진폭 정현파 변형(sinusoidal deformation)을 부여할 수 있는 기계적 레오미터에 의해 제공되는 값이다. 이런 유형의 기기에서, 전단 변형률은 오퍼레이터에 의해 모터에 제공되며, 샘플 변형(토크)은 변환기에 의해 측정된다. 전단 응력이 적용되어 그에 따른 변형(strain)이 측정되는 응력 제어 기기가 사용될 수 있다. 이러한 레오미터는 예를 들어 모세관 점도계의 일시적인 측정보다는 다양한 플레이트 회전 주파수 ω에서 주기적인 점도 측정을 제공한다. 왕복 플레이트 레오미터는 응력 또는 변위에 대한 상 내(in phase) 및 상 밖의(out of phase) 유체 반응을 모두 측정할 수 있다. 복합 점도 η*는 η* = η'-iη"로 정의된다: 이때 η' = G"/ω, η" = G'/ω, 그리고 i는 √-1이다. 또한, 예를 들어 모세관 점도 또는 전단 점도를 일시적으로만 측정할 수 있는 점도계도 사용될 수 있다.
모노머
구현예에서, 잉크 조성물은 하나 이상의 코모노머를 포함할 수 있다. 코모노머는 조합되어 겔화제 물질을 가용성으로 하는데 도움을 줄 수 있다. 코모노머는 임의의 적합한 방사 경화성 모노머로부터 선택될 수 있다.
구현예에서, 잉크 조성물은 열 구동성 및 가역성의 겔 상을 갖는 잉크 비히클을 포함하는 잉크 조성물을 제조하는데 유용한, 에폭시-폴리아미드 합성 겔화제(composite gellant)와 같은 겔화제 물질의 겔화 특성 및 용해도로 인해 제 1 코모노머를 포함할 수 있으며, 이때 잉크 비히클은 UV-경화성 액체 모노머와 같은 경화성 액체 모노머로 구성된다. 이러한 잉크 조성물의 겔 상은 잉크 액적이 수신 기재에 고정되도록 한다.
상기 조성물의 경화성 모노머의 예는 프로폭시화된 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트(예를 들어, 사토머사의 SR-9003) 등을 포함한다. 또한, 다관능성 아크릴레이트 모노머/올리고머가 반응성 희석제 뿐만 아니라 경화된 이미지의 가교 밀도를 증가시킬 수 있는 물질로도 사용되어 경화된 이미지의 인성(toughness)을 향상시킬 수 있다.
"경화성 모노머"란 용어는 경화성 올리고머도 포함시키고자 하는 것으로, 조성물 내에서도 사용될 수 있다. 조성물 내에서 사용될 수 있는 적합한 방사 경화성 올리고머의 예는 예를 들어 약 50cPs 내지 약 10,000cPs의 낮은 점도를 갖는다.
구현예에서, 코모노머는 프로폭시화된 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트와 같은 단쇄의 알킬글리콜 디아크릴레이트 또는 에테르 디아크릴레이트; 카프로락톤 아크릴레이트와 같은 단쇄의 알킬 에스테르 치환체를 갖는 아크릴레이트; 및 상업적으로 입수 가능한 제품인 CD536, CD2777, CD585 및 CD586(사토머사로부터 입수 가능)로부터 선택될 수 있다.
구현예에서, 방사 경화성 겔 잉크 조성물은 약 20% 내지 약 70%, 또는 약 30% 내지 약 60%와 같이, 잉크의 약 10% 내지 약 80% 범위의 양으로 하나 이상의 코모노머를 포함할 수 있다.
경화성 겔화제
구현예에서, 겔 잉크 조성물은 적어도 하나의 선택적 유기 겔화제를 포함할 수 있다.
유기 겔화제는 원하는 온도 범위 내에서 잉크 비히클 및 잉크 조성물의 점도를 극적으로 증가시키는 기능을 한다. 특히, 겔화제는 잉크 조성물이 분사되는 특정 온도 이하의 온도에서 잉크 비히클 내에 반-고체(semi-solid) 겔을 형성한다. 상기 반-고체 겔 상은 하나 이상의 고체 겔화제 분자 및 액체 용매로 구성되는 동적 평형 상태로 존재하는 물리적 겔이다. 상기 반-고체 겔 상은 수소 결합, 반데르 발스 상호작용, 방향족 비결합 상호작용, 이온 또는 배위 결합, 런던 분산력 등과 같은 비공유 결합 상호작용에 의해 함께 유지되는 분자 구성요소의 동적 네트워크 어셈블리(dynamic networked assembly)로, 온도 또는 기계적 교반과 같은 물리적 힘, 또는 pH 또는 이온 세기와 같은 화학적 힘에 의한 자극시 거시적 수준으로 액체에서 반-고체 상태로 가역적으로 전이될 수 있다. 잉크 조성물은 온도가 겔-상 전이 온도의 이상 또는 이하로 변화되는 경우 반-고체 겔 상태와 액체 상태 사이에서 열적 가역 전이를 나타낸다. 이러한 반-고체 겔 상과 액체 상 사이에서의 가역적 전이 사이클은 잉크 조성물 내에서 여러 번 반복될 수 있다.
겔화제의 상 변화 성질은 기재에 잉크를 분사한 후에 분사된 잉크 조성물의 빠른 점도 증가를 유발시키는데 사용될 수 있다. 특히, 분사된 잉크 액적은 상-변화 전이의 작용을 통해 잉크 조성물의 잉크-분사 온도보다 더 차가운 온도를 갖는 수신 기재 상의 위치에 고정될 수 있다.
구현예에서, 잉크 조성물이 겔 상태를 형성하는 온도는 잉크 조성물의 분사 온도 이하의 임의의 온도로, 예를 들어 약 10℃, 다시 말해 잉크 조성물의 분사 온도보다 더 낮은 임의의 온도이다. 구현예에서, 겔 상태는 약 65℃와 같이 약 20℃ 내지 약 85℃의 온도에서 형성될 수 있다. 액체 상태인 잉크 조성물의 분사 온도로부터 잉크 조성물이 겔 상태로 변환되는 겔 전이 온도로 냉각시 잉크 점도의 빠르고 큰 증가가 있다. 어떤 구현예의 잉크 조성물은 적어도 102.5배 증가된 점도를 보여줄 수 있다.
적합한 겔화제는 잉크 비히클 내의 모노머/올리고머를 빠르고 가역적으로 겔화시켜, 예를 들어 약 20℃ 내지 약 85℃의 온도 범위 내에서 좁은 상-변화 전이를 증명할 수 있다. 예시적 잉크 조성물의 겔 상태는 분사 온도에서의 점도에 비해 예를 들어, 약 30℃ 내지 약 70℃의 기재 온도에서 점도 증가가 103mPas와 같이 최소 102.5mPas을 나타내야 한다.
잉크 조성물에 사용하기 적합한 겔화제는 미국 특허출원 제12/474,946호에 개시된 바와 같이, 경화성 아미드, 경화성 폴리아미드-에폭시 아크릴레이트 성분 및 폴리아미드 성분으로 구성된 경화성 겔화제, 경화성 에폭시 수지 및 폴리아미드 수지로 구성된 경화성 합성 겔화제, 이들의 혼합물 등을 포함한다. 상기 경화성 겔화제는 조성물의 모노머(들)를 경화시키는데 참여할 수도 있다.
조성물에 사용하기 적합한 겔화제는 상기 조성물이 실리콘 또는 그 위에 다른 오일을 갖는 기재 상에 이용되는 경우 사실상 양친매성(amphiphilic)이어서 젖음성을 향상시킬 수 있다. 양친매성이란 분자의 극성 및 비극성 부분을 둘다 갖는 분자를 의미한다. 예를 들어, 겔화제는 긴 비극성 탄화수소 사슬 및 극성 아미드 결합을 가질 수 있다.
사용에 적합한 아미드 겔화제는 미국 공개특허 제2008/0122914호 및 미국 특허 제7,276,614호와 제7,279,587호에 기재된 것들을 포함한다.
상기 아미드 겔화제는 다음 식의 화합물일 수 있다:
Figure 112011004193878-pat00001
.
상기 식에서, R1은
(i) 약 1 내지 약 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌기;
(ii) 약 1 내지 약 15개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌기;
(iii) 약 6 내지 약 32개의 탄소 원자를 갖는 아릴알킬렌기; 또는
(iv) 약 5 내지 약 32개의 탄소 원자를 갖는 알킬아릴렌기일 수 있고,
상기 치환체는 (한정되는 것은 아니지만) 할로겐 원자, 시아노기, 피리딘기, 피리디늄기, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 에스테르기, 아미드기, 카르보닐기, 티오카르보닐기, 설파이드기, 니트로기, 니트로소기, 아실기, 아조기, 우레탄기, 우레아기, 이들의 혼합물 등이 될 수 있으며, 둘 이상의 치환제가 함께 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 식에서, R2 및 R2'는 각각 서로 독립적으로
(i) 약 1 내지 약 54개의 탄소 원자를 갖는 알킬렌기;
(ii) 약 5 내지 약 15개의 탄소 원자를 갖는 아릴렌기;
(iii) 약 6 내지 약 32개의 탄소 원자를 갖는 아릴알킬렌기; 또는
(iv) 약 6 내지 약 32개의 탄소 원자를 갖는 알킬아릴렌기일 수 있고,
상기 치환체는 할로겐 원자, 시아노기, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 에스테르기, 아미드기, 카르보닐기, 티오카르보닐기, 포스핀기, 포스포늄기, 포스페이트기, 니트릴기, 메르캅토기, 니트로기, 니트로소기, 아실기, 산 무수물기, 아지드기, 아조기, 시아네이토기, 우레탄기, 우레아기, 이들의 혼합물 등이 될 수 있으며, 둘 이상의 치환제가 함께 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
상기 식에서, R3 및 R3'는 각각 서로 독립적으로
(a) 하기 식의 1-(4-(2-히드록시에톡시)페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온으로부터 유도되는 기,
Figure 112011004193878-pat00002
,
하기 식의 1-히드록시시클로헥실페닐케톤으로부터 유도되는 기,
Figure 112011004193878-pat00003
,
하기 식의 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온으로부터 유도되는 기,
Figure 112011004193878-pat00004
,
하기 식의 N,N-디메틸에탄올아민 또는 N,N-디메틸에틸렌디아민으로부터 유도되는 기
Figure 112011004193878-pat00005
,
와 같은 등의 광개시기; 또는
(b) (i) 약 2 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬기;
(ii) 약 5 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 아릴기;
(iii) 약 5 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 아릴알킬기; 또는
(iv) 약 5 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬아릴기인 기 일 수 있고,
상기 치환체는 할로겐 원자, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 에스테르기, 아미드기, 카르보닐기, 티오카르보닐기, 설파이드기, 포스핀기, 포스포늄기, 포스페이트기, 니트릴기, 메르캅토기, 니트로기, 니트로소기, 아실기, 산 무수물기, 아지드기, 아조기, 시아네이토기, 이소시아네이토기, 티오시아네이토기, 이소티오시아네이토기, 카르복실레이트기, 카르복시산기, 우레탄기, 우레아기, 이들의 혼합물 등이 될 수 있으며, 둘 이상의 치환제가 함께 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
또한, 상기 식에서 X 및 X'는 각각 서로 독립적으로 산소 원자 또는 식 -NR4-의 기일 수 있고, 이때 R4는
(i) 수소 원자;
(ii) 약 5 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬기;
(iii) 약 5 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 아릴기;
(iv) 약 5 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 아릴알킬기; 또는
(v) 약 5 내지 약 100개의 탄소 원자를 갖는 알킬아릴기이고,
상기 치환체는 할로겐 원자, 에테르기, 알데히드기, 케톤기, 에스테르기, 아미드기, 카르보닐기, 티오카르보닐기, 설페이트기, 설포네이트기, 설폰산기, 설파이드기, 설폭시드기, 포스핀기, 포스포늄기, 포스페이트기, 니트릴기, 메르캅토기, 니트로기, 니트로소기, 설폰기, 아실기, 산 무수물기, 아지드기, 아조기, 시아네이토기, 이소시아네이토기, 티오시아네이토기, 이소티오시아네이토기, 카르복실레이트기, 카르복시산기, 우레탄기, 우레아기, 이들의 혼합물 등이 될 수 있으며, 둘 이상의 치환제가 함께 결합하여 고리를 형성할 수 있다.
보다 상세한 내용은 예를 들어 미국 특허 제7,279,587호 및 제7,276,614호에서 발견될 수 있다.
구현예에서, 겔화제는 다음을 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다:
Figure 112011004193878-pat00006
상기 식에서, -C34H56 +a-는 불포화된 시클릭기를 포함할 수 있는 분기화된 알킬렌기를 나타내며, 이때 변수 "a"는 0 내지 12의 정수이다..
구현예에서, 겔화제는 예를 들어 경화성 에폭시 수지 및 폴리아미드 수지로 구성된 합성 겔화제일 수 있다. 적합한 합성 겔화제는 미국 공개특허 제2007/0120921호에 개시되어 있다.
겔화제는 또한 예를 들어 함께 양도된 미국 공개특허 제2007/0120924호에 개시된 것과 같은 경화성 폴리아미드-에폭시 아크릴레이트 성분 및 폴리아미드 성분을 포함할 수 있다. 상업적으로 입수 가능한 폴리아미드-에폭시 아크릴레이트는 Cognis사의 PHOTOMER RM370이다. 경화성 폴리아미드-에폭시 아크릴레이트는 경화성 에폭시 수지 및 폴리아미드 수지로 구성된 경화성 합성 겔화제에 대해 상기에 기재된 구조 내에서 선택될 수도 있다.
상기 잉크 조성물은 조성물의 약 1중량% 내지 약 50중량%와 같이 임의의 적합한 양으로 겔화제를 포함할 수 있다. 구현예에서, 겔화제는 조성물의 약 3중량% 내지 약 10중량%와 같이 조성물의 약 2중량% 내지 약 20중량%의 양으로 존재할 수 있다.
경화성 왁스
상기 잉크 조성물은 선택적으로 적어도 하나의 경화성 왁스를 포함할 수 있다. 상기 왁스는 실온(25℃)에서 고체일 수 있다. 왁스를 포함함으로써 조성물이 적용 온도로부터 냉각될 때 잉크 조성물의 점도 증가를 촉진시킬 수 있다. 따라서, 왁스는 기재를 통해 조성물의 방출을 억제함에 있어 겔화제를 도울 수도 있다.
경화성 왁스는 다른 성분과 섞이고, 경화성 모노머와 함께 중합되어서 폴리머를 형성할 임의의 왁스 성분일 수 있다. 왁스란 용어는 예를 들어 일반적으로 왁스로 불리는 임의의 다양한 천연, 개질된 천연 및 합성 물질일 수 있다.
경화성 왁스의 적합한 예는 경화성기를 포함하거나 또는 경화성기로 관능화된 왁스를 포함한다. 상기 경화성 기는 예를 들어 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 알켄, 알릴 에테르, 에폭시드, 옥세탄 등을 포함할 수 있다. 이들 왁스는 카르복실산 또는 히드록실 변형 가능한 관능기를 갖춘 폴리에틸렌 왁스와 같은 왁스의 반응에 의해 합성될 수 있다. 본 발명에 기재된 경화성 왁스는 상기한 경화성 모노머(들)로 경화될 수 있다.
경화성 기로 관능화될 수 있는 히드록실 말단의 폴리에틸렌 왁스의 적합한 예는 CH3(CH2)n-CH2OH 구조를 갖는 탄소 사슬의 혼합물(이때, 사슬 길이 n의 혼합물이 존재하는데, 평균 사슬 길이는 약 16 내지 약 50의 범위에 있을 수 있다) 및 유사한 평균 사슬 길이의 선형의 저분자량 폴리에틸렌을 포함하지만, 이것들로 제한되는 것은 아니다. 이러한 왁스의 적합한 예는 Mn이 각각 대략 375, 460, 550 및 700g/mol인 UNILIN 350, UNILIN 425, UNILIN 550 및 UNILIN 700과 같은 UNILIN 시리즈의 물질을 포함하지만, 이것들로 제한되는 것은 아니다. 이들 모든 왁스는 Baker-Petrolite사로부터 상업적으로 입수 가능하다.
경화성 왁스는 예를 들어 약 0.5% 내지 약 20% 또는 약 0.5% 내지 약 15%와 같이, 조성물의 약 0.1% 내지 약 30%의 양으로 조성물에 포함될 수 있다.
개시제
방사 경화성 겔 잉크는 예를 들어 광개시제와 같은 개시제를 선택적으로 포함할 수 있다. 구현예에서, 이러한 개시제는 잉크를 경화를 돕는데 바람직하다.
구현예에서, 잉크의 경화성 성분의 경화를 개시하기 위하여 방사선, 예를 들어 UV광 방사선을 흡수하는 광개시제가 사용될 수 있다. 아크릴레이트기를 함유하는 잉크 조성물 또는 폴리아미드로 구성된 잉크는 벤조페논, 벤조인 에테르, 벤질 케탈, α-히드록시알킬페논, α-알콕시알킬페논, α-아미노알킬페논 및 치바(Ciba)사로부터 IRGACURE 및 DAROCUR의 상표명으로 판매되는 아실포스핀 광개시제와 같은 광개시제를 포함할 수 있다.
구현예에서, 최대 560㎚를 흡수할 수 있는 티타노센과 같이 보다 긴 파장에서 흡수하는 개시제가 제한 없이 사용될 수 있긴 하지만, 광개시제는 경화를 개시하기 위해서 약 200 내지 약 420㎚ 파장의 방사선을 흡수할 수 있다.
잉크 조성물에 포함되는 개시제의 전체 양은 예를 들어 잉크 조성물의 약 0.5 내지 약 15중량%일 수 있다.
착색제
구현예에서, 밝은 마젠타색의 방사 경화성 겔 잉크는 적어도 하나의 착색제 또는 2 이상의 착색제의 혼합물을 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 "착색제"란 용어는 안료, 염료, 염료의 혼합물, 안료의 혼합물, 염료와 안료의 혼합물 등을 포함한다.
구현예에서, "밝은 마젠타색" 잉크는 기존의 마젠타색 잉크보다 더 밝게 제조될 수 있다(즉, 이 잉크는 보다 높은 명도 또는 CIE(Commission International de I'Eclairage) L* 명도(value)를 갖는다). 만약 밝은색 잉크가 상응하는 기존의 충분히 로딩된 잉크에서 사용되는 것보다 낮게 착색제 농도를 단순히 감소시킴으로써 제조된다면, 동일한 명도로 하프톤된 종래 잉크 색에 비해 밝은 색 잉크의 색은 일반적으로 현저하게 이동된다. 이로 인해 밝은 색 잉크에서 종래의 잉크로 전이되었을 때 부적당한 색 불연속(color discontinuity)의 결과를 가져온다. 구현예에서, 이들 밝은 잉크의 조성물에 사용되는 착색제 조합을 적절히 선택함으로써 전술한 바람직하지 않은 색 이동을 보충하여 밝은 색 잉크에서 종래의 잉크로의 전이가 순조롭게 일어나고 부적당하지 않게 된다.
색의 측정은 예를 들어 일반적으로 CIE, L*, a* 및 b*로 일컬어지는 CIE 규격 사양에 의해 특징 지워질 수 있고, 이때 L*, a* 및 b*는 3차원 공간을 형성하는 수정된 반대 색 좌표로서, L*은 색의 명도를 나타내고, a*는 대략 색의 적색도(redness)를 나타내며, b*는 대략 색의 황색도(yellowness)를 나타낸다. 안료의 농도는 명도(L*)가 기재 위의 원하는 잉크 질량(mass)과 일치하도록 선택되어야 한다. 이들 모든 파라미터는 예를 들어 X-Rite Corporation에서 얻을 수 있는 것들을 포함하는 산업 표준 분광 광도계로 측정될 수 있다. 색차는 Delta E, 즉 샘플 색과 참조 색 사이의 색차로 정량화될 수 있다. Delta E는 당업계에 알려진 허용 가능한 식, 예를 들어 CIE DE2000 식을 사용하여 계산될 수 있다. DE 2000을 결정하는데 요구되는 L*, a*, b* 데이터는 예를 들어 D50 광원 및 2°관찰자 하에서, 예를 들어 GretagMacbeth Spectrolino 분광 광도계와 같은 분광 광도계로 측정될 수 있는 반사율 스펙트럼을 이용하여 계산될 수 있다.
밝은 마젠타색 겔 잉크 조성물에서, 밝은색 잉크에 대해 목표로 하는 색은 이미지 품질 요구사항 및 시스템 성능에 따라서 약 30% 내지 약 50% 또는 약 40% 하트톤 영역 범위와 같이 약 15% 내지 약 70%의 하프톤 영역 범위의 어디서든지 하나의 하프톤 영역 범위 값에서 인쇄될 때 밝은 색 잉크에 대한 타깃 색은 통상의 마젠타색 겔 잉크의 색과 실질적으로 어울리거나 또는 실질적으로 동일하게 선택될 수 있다. 따라서, 밝은 마젠타색 겔 잉크(100% 고체일 때)는 통상의 마젠타색 겔 잉크(100% 고체일 때)의 명도보다 약 10 내지 약 45유닛 높은, 예컨대 통상의 마젠타색 겔 잉크(100% 고체일 때)의 명도보다 약 20 내지 약 35유닛 높은 명도 L*을 갖는다. 밝은 마젠타색 겔 잉크의 색은 상응하는 하프톤된 통상의 마젠타색 겔 잉크의 색과 실질적으로 어울린다. 색이 약 3 이하, 또는 약 1 이하와 같이 약 5 이하의 DE2000 색차를 가질 경우 색은 “실질적으로”동일하다. 따라서, 밝은 마젠타색의 잉크는 예를 들어 종래의 마젠타색과 비교하여 보다 더 밝은 색을 갖는 잉크를 포함할 수 있는데, 이는 구현예에서 종래의 마젠타색 잉크의 약 120% 내지 약 200%의 명도를 가질 수 있으며, 다른 구현예에서는 종래의 마젠타색 잉크의 약 140% 내지 약 170%의 명도를 가질 수 있다. 따라서, 구현예에서 밝은 마젠타색의 잉크는 상기한 L* 명도를 달성하여 종래의 마젠타색 잉크의 특정하게 하프톤된 색조(tint)의 색과 어울린다.
구현예에서, 밝은 마젠타색의 잉크는 마젠타색 착색제를 색상 조정 착색제 및 선택적 음영 조정 착색제와 조합시킴으로써 제조될 수 있다. 마젠타색의 색상 조정 착색제 및 음영 조정 착색제는 서로 상이하긴 하지만 이들 각각은 하나의 착색제이거나, 또는 이들 착색제의 조합일 수 있다.
구현예에서, 본 발명에 개시된 밝은 마젠타색의 잉크는 임의의 적합한 마젠타색 착색제를 함유할 수 있다. 마젠타색 착색제는 약 500 내지 약 600㎚ 파장의 빛을 흡수하는 착색제 또는 착색제의 조합을 포함한다. 보다 구체적으로, 약 500 내지 약 600㎚ 파장 범위의 빛을 상당하게 흡수하는 마젠타색 착색제가 사용될 수 있다. 구현예에서 "상당한 흡수"는 가시 범위에서 적어도 최대 흡수의 약 80%인 흡수를 포괄한다. 마젠타색 착색제는 피그먼트 레드 57:1, 피그먼트 레드 81:2, 피그먼트 레드 122, 피그먼트 레드 184, 피그먼트 레드 185, 피그먼트 레드 238, 피그먼트 레드 269, 솔벤트 레드 52, 솔벤트 레드 151, 솔벤트 레드 155, 솔벤트 레드 172 및 이들의 조합을 포함한다. 마젠타색 착색제는 잉크의 약 0.05중량% 내지 약 8중량%, 또는 잉크의 약 0.2중량% 내지 약 1.5중량%의 양으로 존재할 수 있다.
구현예에서, 밝은 마젠타색 잉크용 색상 조정 착색제는 약 400 내지 약 500㎚ 파장의 빛을 흡수하는 착색제 또는 착색제의 조합을 포함한다. 보다 구체적으로, 약 400 내지 약 500㎚ 파장 범위의 빛을 상당하게 흡수하는 색상 조정 착색제가 사용될 수 있다. 예는 피그먼트 옐로우 12, 피그먼트 옐로우 17, 피그먼트 옐로우 74, 피그먼트 옐로우 83, 피그먼트 옐로우 97, 피그먼트 옐로우 139, 피그먼트 옐로우 180, 피그먼트 오렌지 2, 피그먼트 오렌지 5, 피그먼트 오렌지 38, 피그먼트 오렌지 64, 피그먼트 레드 4, 피그먼트 레드 38, 피그먼트 레드 66, 피그먼트 레드 119, 피그먼트 레드 178, 솔벤트 옐로우 16, 솔벤트 옐로우 93, 솔벤트 옐로우 104, 솔벤트 옐로우 163, 솔벤트 옐로우 14, 솔벤트 옐로우 163, 솔벤트 레드 111 및 이들의 조합과 같은 노란색, 주황색 및 적색 착색제를 포함한다. 색상 조정 착색제는 잉크의 약 0.001중량% 내지 약 1중량% 또는 잉크의 약 0.04중량% 내지 약 0.2중량%의 양으로 존재할 수 있다.
구현예에서, 밝은 마젠타색 잉크용 음영 조정 착색제는 약 600 내지 약 700㎚ 파장의 빛을 흡수하는 착색제 또는 착색제의 조합을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 약 600 내지 약 700㎚ 파장 범위의 빛을 상당하게 흡수하는 음영 조정 착색제가 사용될 수 있다. 예는 피그먼트 블루 15:3, 피그먼트 블루 15:4, 피그먼트 블루 16, 피그먼트 블루 27, 피그먼트 블루 61, 피그먼트 그린 4, 피그먼트 그린 7, 카본 블랙, 솔벤트 블루 35, 솔벤트 블루 38, 솔벤트 블루 48, 솔벤트 블루 70, 솔벤트 블루 101, 솔벤트 블랙 7, R330 카본 블랙, Cabot Mogul E black 및 이들의 조합과 같은 청록색, 청색, 녹색 및 검은색 착색제가 포함된다. 음영 조정 착색제는 잉크의 약 0.001중량% 내지 약 0.6중량% 또는 잉크의 약 0.003중량% 내지 약 0.05중량%의 양으로 존재할 수 있다.
구현예에서, 전체 착색제는 잉크의 약 0.1중량% 내지 약 10중량%를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용되기 적합한 착색제는 부피 평균 직경이 약 50㎚ 내지 약 200㎚와 같이 약 15㎚ 내지 약 500㎚의 평균 입자 크기를 갖는 안료 입자를 포함한다.
추가 첨가제
구현예의 잉크 비히클은 경화성 성분 및 선택적으로 임의의 통상적 선택적 첨가제 뿐만 아니라 경화성 고체, 산화방지제를 포함하는 추가 물질의 혼합물일 수 있다. 이러한 통상적 첨가제는 예를 들어 소포제(defoamer), 평활성 및 표면 조정제(slip and leveling agent), 안료 분산제, 계면활성제, 광학 광택제, 요변제(thixotropic agent), 디웨팅제(dewetting agent), 평활성 조정제, 기포제, 소포제(antifoaming agent), 유동화제(flow agent), 왁스, 오일, 가소제, 바인더, 전기 전도성제, 곰팡이 제거제, 살균제, 유기 및/또는 무기 충전재 입자, 표면 조정제, 유백제(opacifier), 대전 방지제 등을 포함할 수 있다. 상기 잉크는 또한 원하는 바에 따라 추가의 단량체성, 올리고머성 또는 중합성 물질을 포함할 수 있다.
경화성 고체
방사 경화성 조성물에 사용되는 경화성 고체는 실온에서 고체이고, 하나 이상의 알켄, 알킨, 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 반응성 기와 같이 그 내부에 하나 이상의 불포화 관능성 기를 갖는 방사 경화성 물질을 포함한다. 구현예에서 경화성 고체는 저분자량의 경화성 고체이다. 본 발명에서 사용되는 바와 같이, 용어 저분자량은 약 150 내지 약 450달톤(Dalton) 또는 약 200 내지 약 400달톤과 같이 약 500달톤 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 화합물을 의미한다.
구현예에서, 경화성 고체는 알킬 아크릴레이트, 아릴 아크릴레이트, 알킬아릴 아크릴레이트, 아릴 알킬 아크릴레이트, 알킬 메타크릴레이트, 아릴 메타크릴레이트, 알킬아릴 메타크릴레이트, 아릴 알킬 메타크릴레이트이다.
경화성 고체는 예를 들어 잉크 전체 중량의 약 25wt% 내지 약 75wt%와 같이 경화성 잉크젯 잉크 조성물의 임의의 유효량으로 존재할 수 있다.
산화방지제
방사 경화성 겔 잉크 조성물은 또한 선택적으로 산화방지제를 함유할 수 있다. 잉크 조성물의 선택적 산화방지제는 이미지가 산화되는 것을 방지하고, 또한 잉크 성분이 잉크 제조 공정의 가열 부분 동안 산화되는 것을 방지한다. 적합한 산화방지 안정화제의 구체적 예는 Crompton Corporation, Middlebury, Conn.로부터 상업적으로 입수 가능한 NAUGARD 524, NAUGARD 635, NAUGARD A, NAUGARD I-403 및 NAUGARD 959; Ciba Specialty Chemicals로부터 상업적으로 입수 가능한 IRGANOX 1010 및 IRGASTAB UV 10을 포함한다.
존재한다면, 선택적 산화방지제는 잉크 조성물의 적어도 약 0.01중량%와 같이 임의의 원하는 양 또는 유효량으로 구현예의 잉크 조성물에 존재한다.
잉크 제조
구현예에서, 방사 경화성 겔 잉크는 임의의 적합한 기법에 의해 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 잉크는 개시제, 단량체, 선택적 겔화제 및 경화성 왁스를 혼합하고; 상기 혼합물을 가열하여 낮은 점도를 갖는 단일 상(phase)을 수득함으로써 제조될 수 있다. 그런 다음 뜨거운 혼합물을 교반하면서 가열된 착색제 분산물(농축액일 수 있음)에 천천히 첨가한다. 그런 다음 잉크 조성물을 선택적으로 상승 온도에서 필터를 통해 여과하여 외부 입자를 제거할 수 있다.
잉크 조성물을 제조하는 방법은 잉크 조성물의 제조에 사용되는 반응성 겔링화제의 유형을 적응시키기 위해 개질될 수 있다. 예를 들어, 다른 성분을 첨가하기 전에 잉크 조성물의 성분 중 하나로 겔링화제의 농축물이 제조될 수 있다. 공동-겔링화제를 함유하는 용액이 상기에 설명된 것과 유사한 방법에 의해 제조될 수도 있다. 잉크 제조 방법의 추가 예가 하기 실시예에서 설명된다.
구현예에서, 잉크 조성물은 약 30℃ 내지 약 75℃의 겔화 온도를 가질 수 있다. 특히, 잉크 조성물은 실온에서 겔이다.
구현예에서, 잉크 조성물이 겔 상태로 있는 경우, 잉크 조성물의 점도는 적어도 약 1,000mPa·s이다. 예시적 잉크 조성물의 겔 상태에서의 점도 값은 약 103 내지 약 109mPa·s, 예컨대 약 104.5 내지 약 106.5mPa·s의 범위에 있을 수 있다. 겔의 점도는 잉크 조성물 및 기재 온도에 의해 조절될 수 있다. 방사 경화성 겔화제 함유 잉크 조성물에 대한 겔 상태의 추가 이점은 약 103-104mPa·s의 보다 높은 점도가 산소 확산을 감소시켜 결과적으로 자유 라디칼 개시시 경화 속도를 더 빠르게 유도할 수 있다는 것이다.
잉크 조성물이 분사 온도에 있는 경우, 잉크 조성물은 약 15mPa·s 이하, 약 3 내지 약 12mPa·s의 점도를 갖는다. 특정 구현예에서, 잉크 조성물은 약 40℃ 내지 약 100℃와 같이 약 100℃ 이하의 온도에서 분사된다.
구현예에서, 종이 위에 인쇄되는 경우 밝은 마젠타색 겔 잉크는 약 0.1 내지 약 1.5mg/cm2의 질량을 갖는다.
겔 잉크는 본 명세서에 의해 포괄되는 물리적 특성을 만족시킨다면 임의의 성분의 조합을 함유할 수 있다.
이미지 형성 및 잉크젯 장치
겔 잉크 분사 인쇄 공정 및 장치는 종래에 잘 알려진 것으로 직접 또는 간접 이미지 형성을 포함할 수 있다.
잉크를 열 잉크젯 장치, 어쿠스틱 잉크젯 장치 또는 압전 잉크젯 장치와 같은 잉크젯 장치에 잉크를 투입하고, 동시에 용융된 잉크 액적이 기재 상으로 이미지화된 방식으로 토출되도록 함으로써 본 발명에 설명된 잉크로 인쇄된 이미지가 생성될 수 있다. 구현예에서, 상기 잉크는 예를 들어 잉크 조성물의 겔-전이 온도 이상의 분사 온도로 가열될 수 있다.
구현예에서, 기재는 레코딩시 임의의 적합한 온도에 있을 수 있다. 예를 들어, 기재는 약 5℃ 내지 약 160℃의 온도에서 유지될 수 있다. 이러한 방식으로 분사된 잉크는 빠르게 제조되어 겔을 형성할 수 있다.
잉크는 전형적으로 임의의 적합한 공급 장치에 의해 잉크젯 헤드의 오리피스 및 토출 채널에 연결된 적어도 하나의 저장소 내에 포함된다. 분사 과정에서, 잉크젯 헤드는 임의의 적합한 방법에 의해 잉크의 분사 온도로 가열될 수 있다. 잉크 저장소(들)은 상기 잉크를 가열하기 위해 가열 요소를 포함할 수 있다. 따라서 UV 잉크는 분사를 위해 겔 상태에서 용융 상태로 변형된다.
잉크는 또한 간접(오프셋) 인쇄 잉크젯 애플리케이션에 이용될 수 있는데, 이때 용융된 잉크 액적은 중간 전사 부재 상에 이미지화된 패턴으로 토출되고, 이어서 이미지화된 패턴 내의 잉크가 중간 전사 부재로부터 최종 레코딩 기재로 전사된다.
일단 중간-전사 부재 표면 상에서, 중간-전사 부재 표면 상에서의 잉크 경화를 제한하기 위해 분사된 잉크는 제한된 정도의 방사선에 노출될 수 있다. 중간 경화가 실행된다면 경화의 정도를 조절하기 위해 함께 계류중인 미국 공개특허 제2006/0158496호 및 제2006/0119686호가 참조된다. 이러한 중간-경화 단계는 겔 상태가 잉크 액적에 원하는 레올로지(rheology)를 부여하기에 충분한 구현예에서는 필요하지 않다.
중간-전사 부재에 분사하고 그 위에 선택적 중간 경화한 후, 그런 다음 잉크 조성물이 적합한 기재에 전사된다.
상기 잉크는 임의의 적합한 기재 또는 레코딩 시트 상으로 분사되거나 전사되어 이미지를 형성할 수 있다.
직접 인쇄가 적용되는 경우 기재에 전사하거나 또는 기재에 분사한 후, 기재 상의 이미지를 방사선에 노출시킴으로써 잉크는 경화된다. 예를 들어, 잉크 개시제가 방사선을 흡수하는 파장을 갖는 방사선이 사용될 수 있다. 이는 잉크 조성물의 경화 반응을 개시한다. 방사선 노출은 길어질 필요는 없고, 약 0.05 내지 약 10초로 일어날 수 있다. 노출 시간은 UV 램프 하에서 통과하는 잉크 조성물의 기재 속도로 표현된다. 예를 들어, UV Fusion사로부터 입수 가능한 마이크로파 에너지가 가해진 도핑된 수은 벌브를 10cm 폭의 타원형 거울 어셈블리에 여러 개의 유닛이 연속하여 위치할 수 있도록 위치시킨다. 따라서 4개의 벌브 어셈블리 하를 통과하는데 4.0m/s의 벨트 속도는 0.2초를 필요로 하는 반면, 하나의 유닛 하를 통과하는 이미지 상의 점에 대해서는 1.0m/s의 벨트 속도는 1초를 필요로 한다.
구현예에서, 조성물의 방사 경화성 성분의 가교를 개시하는데 사용되는 에너지원은 자외선 또는 가시광선 영역 스펙트럼의 파장을 갖는 방사선과 같은 화학선; 전자빔 방사선과 같은 가속화된 입자; 열(heat) 또는 적외선과 같은 열(thermal) 등일 수 있다. 화학 방사선의 적합한 공급원은 수은 램프, 크세논 램프, 카본 아크 램프, 텅스텐 필라멘트 램프, 레이저, 발광 다이오드, 햇빛, 전자빔 방출기 등을 포함한다. 경화하는 빛은 원하거나 또는 필요하다면 여과되거나 또는 초점이 맞춰질 수 있다.
잉크 조성물의 경화성 성분은 반응하여 적절한 경도 및 강건성의 경화 또는 가교 결합된 네트워크를 형성한다. 구현예에서, 상기 경화는 실질적으로 완벽하며, 즉 적어도 75%의 경화성 성분이 경화(반응 및/또는 가교)된다. 이는 잉크 조성물이 실질적으로 굳어져 내스크래치성을 훨씬 좋게 하고, 또한 기재 상의 투명도(show-through)의 정도를 적절하게 조절하도록 한다.
하기 방사 경화성 겔 잉크 조성물의 실시예는 전술한 구현예를 추가로 예시한다. 이들 실시예는 본 발명을 실시함에 있어 이용될 수 있는 상이한 조성물 및 조건을 예시한다. 그러나 본 발명은 상기한 본 발명에 따라 많은 유형의 조성물을 이용하여 실시될 수 있고, 많은 상이한 용도를 가질 수 있다는 점이 명백할 것이다.
실시예
실시예 1 : 잉크 베이스 제조
표 1(하기)의 성분들을 90℃에서 1시간 동안 혼합하였다.
밝은 마젠타색 방사 경화성 겔 잉크 조성
성분 양(g 및 중량%)
경화성 아미드 겔화제 7.5g 7.5%
UNILIN 350-아크릴레이트 5g 5%
IRGACURE 379(Ciba Specialty Chemicals Inc.) 3g 3%
IRGACURE 819 1g 1%
IRGACURE 127 3.5g 3.5%
DAROCUR ITX 2g 2%
IRGACURE UV10 0.2g 0.2%
SR399LV (Sartomer Company, Inc.) 5g 5%
SR9003 (Sartomer Company, Inc.) 52.8g 52.8%
전체 착색제 X중량%를 포함하는 안료 분산물
(표 2에 따라 변함)		 20g 20%
아미드 겔화제는 상기한 화합물 I:II:III의 1:2:1의 혼합물이다. 잉크 베이스를 0.45㎛로 여과한다.
실시예 2 : 겔 잉크 제조
실시예 1의 여과된 잉크 베이스를 90℃에서 교반하면서, 질량 균형을 맞추는데 필요함에 따라 추가의 SR9003과 함께 표 2(하기)에 나타낸 바와 같은 착색제 혼합물에 첨가한다. 결과물인 잉크를 1㎛로 여과하기 전에 90℃에서 2시간 동안 교반한다.
실시예 3 내지 실시예 5에서는 실시예 1 및 실시예 2에서 약술된 공정들이 수행되는데, 각 실시예는 표 2(하기)에서 설명된 상이한 착색제 조성을 사용한다. 밝은 마젠타색 겔 잉크를 사용하여 이미지를 제조하는데 표준 인쇄 방법이 사용된다.
착색제 조성
실시예 잉크 ID 안료 유형 안료 로딩 ( wt %)
3 보정되지 않음 PR269/PR122 0.25/0.25
4 A PR269/PR122/PY74/R330 0.26/0.26/0.07/0.02
5 B PR269/PR122/PY74 0.29/0.29/0.05
6 C PR269/PR122/PY74/R330 0.30/0.30/0.06/0.007
7 D PR269/PY74 0.44/0.05
8 E PR122/PY74/PB15:3 0.85/0.05/0.004
9 F PR122/PY74/R330 0.79/0.05/0.01
실시예 3: 보정되지 않은 착색제
안료 로딩을 감소시켜 실시예 1-2에서 약술된 과정을 수행하여 밝은 마젠타색 겔 잉크를 제조한다. 보정되지 않은 밝은 마젠타색은 마젠타색 착색제로 0.25 wt% 피그먼트 레드 269 및 0.25 wt% 피그먼트 레드 122를 함유한다. 생성된 겔 잉크를 인쇄시에 사용하면, 이미지는 통상의 및 보정되지 않은 밝은 마젠타색 잉크 사이에 상당히 큰 색상 이동을 포함하며, 이는 사람의 눈에 쉽게 탐지될 수 있다.
도 1 및 도 2는 밝은 마젠타색 겔 잉크를 제조하기 위해 안료 로딩이 감소되었을 때 색 특성에 무슨 일이 일어나는지와 색상 이동을 나타낸다. b* 대 a*를 플로팅 (plotting)한 도 1은 보정되지 않은 밝은 마젠타색 (LM 커브)이 단위 면적 범위당 잉크 질량에 대해 통상의 마젠타색 겔 잉크의 타깃 하프톤 궤적 (M 커브)으로부터 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 보여준다. 이 경우, 타깃 색은 통상의 마젠타색 UV 잉크의 하프톤 궤적 위에 40% 면적 적용범위 포인트 (area coverage point)로 정의된다. 이러한 색의 차이는, 타깃 커브로부터 상당한 델타E 색차를 생성하는 한편 색상 각 (hue angle)의 이동에서 생성한 안료 로딩의 감소에 따른 색 변화 (color change)로 인한 것인데, 이는 사람의 눈으로 쉽게 탐지된다. 채도 대 명도를 플로팅한 도 2는 타깃 궤적 (M 커브)에 비교하여 보정되지 않은 밝은 마젠타색 겔 잉크 (LM 커브) 사이의 대응되는 차이를 보여준다.
실시예 4: 착색제 A
변형된 착색제 A를 이용하여 실시예 1-2에서 설명된 공정을 수행한다. 착색제 A는 마젠타색 착색제로서 0.26 wt% 피그먼트 레드 269 및 0.26 wt% 피그먼트 레드 122와, 색상 조정 착색제로서 0.07 wt% 피그먼트 옐로우 74 및 음영 조정 착색제로서 0.02 wt% R330 카본 블랙을 포함한다.
실시예 5: 착색제 B
변형된 착색제 B를 이용하여 실시예 1-2에서 설명된 공정을 수행한다. 착색제 B는 마젠타색 착색제로서 0.29 wt% 피그먼트 레드 269 및 0.29 wt% 피그먼트 레드 122와, 색상 조정 착색제로서 0.05 wt% 피그먼트 옐로우 74를 포함한다. 음영 조정 착색제는 첨가되지 않는다.
실시예 6: 착색제 C
변형된 착색제 C를 이용하여 실시예 1-2에서 설명된 공정을 수행한다. 착색제 C는 마젠타색 착색제로서 0.30 wt% 피그먼트 레드 269 및 0.30 wt% 피그먼트 레드 122와, 색상 조정 착색제로서 0.06 wt% 피그먼트 옐로우 74 및 음영 조정 착색제로서 0.007 wt% R330 카본 블랙을 포함한다.
실시예 7: 착색제 D
변형된 착색제 D를 이용하여 실시예 1-2에서 설명된 공정을 수행한다. 착색제 D는 마젠타색 착색제로서 0.44 wt% 피그먼트 레드 269와, 색상 조정 착색제로서 0.05 wt% 피그먼트 옐로우 74를 포함한다. 음영 조정 착색제는 첨가되지 않는다.
실시예 8: 착색제 E
변형된 착색제 E를 이용하여 실시예 1-2에서 설명된 공정을 수행한다. 착색제 E는 마젠타색 착색제로서 0.85 wt% 피그먼트 레드 122와, 색상 조정 착색제로서 0.05 wt% 피그먼트 옐로우 74 및 음영 조정 착색제로서 0.004 wt% 피그먼트 블루 15:3을 포함한다.
실시예 9: 착색제 F
변형된 착색제 F를 이용하여 실시예 1-2에서 설명된 공정을 수행한다. 착색제 F는 마젠타색 착색제로서 0.79 wt% 피그먼트 레드 122와, 색상 조정 착색제로서 0.05 wt% 피그먼트 옐로우 74 및 음영 조정 착색제로서 0.007 wt% R330 카본 블랙을 포함한다.
결과
인쇄시 결과 실시예 4-9의 결과 겔 잉크를 사용하면 이미지는 실시예 3에 비해 상당히 감소된 색상 이동을 가진다.

Claims (12)

  1. 적어도 하나의 경화성 모노머;
    적어도 하나의 유기 겔화제;
    적어도 하나의 광개시제; 및
    마젠타색 착색제, 400 내지 500㎚ 내의 파장의 빛을 흡수하는 색상 조정 착색제(hue-adjusting colorant), 및 선택적으로 600 내지 700㎚ 내의 파장의 빛을 흡수하는 음영 조정 착색제(shade-adjusting colorant)를 포함하는 착색제;를 포함하는 밝은 마젠타색의 방사 경화성 겔 잉크로서,
    상기 밝은 마젠타색 잉크는 100% 하프톤 영역 범위에서 인쇄될 때, 15% 내지 70% 하프톤 영역 범위의 하프톤 영역 범위 값에서 인쇄될 때의 마젠타색 잉크와 동일한 색을 가지고,
    상기 밝은 마젠타색 잉크가 100% 고체일 때, 100% 고체에서의 마젠타색 잉크의 명도보다 10 내지 45 유닛 높은 명도 L*을 가지며,
    상기 마젠타색 착색제는 상기 잉크의 0.05중량% 내지 8중량%의 양으로 존재하고,
    상기 색상 조정 착색제는 상기 잉크의 0.001중량% 내지 1중량%의 양으로 존재하며,
    상기 음영 조정 착색제는 존재한다면 상기 잉크의 0.001중량% 내지 0.6중량%의 양으로 존재하는 잉크.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 음영 조정 착색제를 추가로 포함하는 잉크.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 음영 조정 착색제는 피그먼트 블루 15:3, 피그먼트 블루 15:4, 피그먼트 블루 16, 피그먼트 블루 27, 피그먼트 블루 61, 피그먼트 그린 4, 피그먼트 그린 7, 카본 블랙, 솔벤트 블루 35, 솔벤트 블루 38, 솔벤트 블루 48, 솔벤트 블루 70, 솔벤트 블루 101, 솔벤트 블랙 7, R330 카본 블랙 및 Cabot Mogul E black으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색제를 포함하는 잉크.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 마젠타색 착색제는 500 내지 600nm 범위 내의 파장의 빛을 흡수하는 잉크.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 마젠타색 착색제는 피그먼트 레드 57:1, 피그먼트 레드 81:2, 피그먼트 레드 122, 피그먼트 레드 184, 피그먼트 레드 185, 피그먼트 레드 238, 피그먼트 레드 269, 솔벤트 레드 52, 솔벤트 레드 151, 솔벤트 레드 155 및 솔벤트 레드 172로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색제를 포함하는 잉크.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 색상 조정 착색제는 피그먼트 옐로우 12, 피그먼트 옐로우 17, 피그먼트 옐로우 74, 피그먼트 옐로우 83, 피그먼트 옐로우 97, 피그먼트 옐로우 139, 피그먼트 옐로우 180, 피그먼트 오렌지 2, 피그먼트 오렌지 5, 피그먼트 오렌지 38, 피그먼트 오렌지 64, 피그먼트 레드 4, 피그먼트 레드 38, 피그먼트 레드 66, 피그먼트 레드 119, 피그먼트 레드 178, 솔벤트 옐로우 16, 솔벤트 옐로우 93, 솔벤트 옐로우 104, 솔벤트 옐로우 163, 솔벤트 옐로우 14, 솔벤트 옐로우 163 및 솔벤트 레드 111로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 착색제를 포함하는 잉크.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 잉크는 밝은 마젠타색을 나타내는 잉크.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 색상 조정 착색제는 400 내지 500nm 범위 내의 파장의 빛을 상당하게 흡수하는 잉크.
  9. 적어도 하나의 경화성 모노머, 적어도 하나의 유기 겔화제, 적어도 하나의 광개시제 및 착색제를 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계로서, 상기 착색제는 마젠타색 착색제, 400 내지 500nm 범위 내의 파장의 빛을 흡수하는 색상 조정 착색제, 및 선택적으로 600 내지 700nm 범위 내의 파장의 빛을 흡수하는 음영 조정 착색제를 포함하는 단계;
    상기 혼합물을 가열하는 단계; 및
    상기 가열된 혼합물을 냉각하여 겔 잉크를 형성하는 단계;를 포함하는 밝은 마젠타색 방사 경화성 겔 잉크 제조 방법으로서,
    상기 밝은 마젠타색 잉크는 100% 하프톤 영역 범위에서 인쇄될 때, 15% 내지 70% 하프톤 영역 범위의 하프톤 영역 범위 값에서 인쇄될 때의 마젠타색 잉크와 동일한 색을 가지고,
    상기 밝은 마젠타색 잉크가 100% 고체일 때, 100% 고체에서의 마젠타색 잉크의 명도보다 10 내지 45 유닛 높은 명도 L*을 가지며,
    상기 마젠타색 착색제는 상기 잉크의 0.05중량% 내지 8중량%의 양으로 존재하고,
    상기 색상 조정 착색제는 상기 잉크의 0.001중량% 내지 1중량%의 양으로 존재하며,
    상기 음영 조정 착색제는 존재한다면 상기 잉크의 0.001중량% 내지 0.6중량%의 양으로 존재하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 착색제는 상기 음영 조정 착색제를 더 포함하는 방법.
  11. 기재 위에 마젠타색 잉크 및 노란색 잉크로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나와 밝은 마젠타색 잉크를 포함하는 방사 경화성 겔 잉크를 이용하여 이미지를 인쇄하는 단계를 포함하는 이미지 형성 방법으로서,
    상기 밝은 마젠타색 잉크는 적어도 하나의 경화성 모노머; 적어도 하나의 유기 겔화제; 적어도 하나의 광개시제; 및 마젠타색 착색제, 400 내지 500㎚ 파장의 빛을 흡수하는 색상 조정 착색제, 및 선택적으로 600 내지 700㎚ 파장의 빛을 흡수하는 음영 조정 착색제를 포함하는 착색제;를 포함하고,
    상기 밝은 마젠타색 잉크는 100% 하프톤 영역 범위에서 인쇄될 때, 15% 내지 70% 하프톤 영역 범위의 하프톤 영역 범위 값에서 인쇄될 때의 마젠타색 잉크와 동일한 색을 가지고,
    상기 밝은 마젠타색 잉크가 100% 고체일 때, 100% 고체에서의 마젠타색 잉크의 명도보다 10 내지 45 유닛 높은 명도 L*을 가지며,
    상기 마젠타색 착색제는 상기 잉크의 0.05중량% 내지 8중량%의 양으로 존재하고,
    상기 색상 조정 착색제는 상기 잉크의 0.001중량% 내지 1중량%의 양으로 존재하며,
    상기 음영 조정 착색제는 존재한다면 상기 잉크의 0.001중량% 내지 0.6중량%의 양으로 존재하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 착색제는 상기 음영 조정 착색제를 더 포함하는 방법.
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